内蒙古中西部地区尾波衰减特征研究

摘要

自Aki K.(1969)首次提出S波单次散射理论以来，众多学者相继对S波尾波产生机理及衰减特征等进行了研究。为表征尾波衰减快慢，地震学者引入了尾QC值。尾波QC值称为地壳介质品质因子，是研究地壳介质性质和地震活动性的一个十分重要的物理量。通过研究QC值空间分布特征，时间变化特点，尝试将之应用于地震预测中。内蒙古中西部地区，地质构造背景复杂，新构造运动强烈，中强地震活动较为频繁，一直以来是中国地震局及内蒙古自治区地震局重点监视区域。本论文利用Aki模型着重研究内蒙古中西部地区（38.5o～42.5oN；105o～115oE）内尾波QC值特征。
　　 1、选取3条质量好的地震波形进行分析，研究频率对QC值的影响。结果显示不同频率对应的QC值不同且相差明显，一般QC值随频率增大而增大。
　　 2、选取10条地震波形进行处理，研究尾波窗长对QC值的影响。依据不同地震波形分析得到的尾波窗长对QC值的影响结果各有不同，但多数结果显示QC值在尾波窗长为30～50s段内波动，在尾波窗长为52.5～80s段内随窗长增大而增大。QC值在尾波窗长为30～50s段内波动可能与尾波窗较短结果数据很不稳定有关；在尾波窗长为52.5～80s段内随窗长增大而增大与随着采样深度增加介质非均匀性降低有关。
　　 3、分别计算了尾波窗为2tS～60s及2tS～70s的内蒙古中西部地区10个台站周围QC值。尾波窗2tS～60s、2tS～70s对应的Q0值结果均显示，Q0值与其频率依赖指数η值之间存在一种负的相关性。虽然不同尾波窗对应的同一台站Q0值不同，但Q0值的空间分布特征是一致的。
　　 4、内蒙古中西部地区QC值存在的区域差异性与该地区构造活动、地震活动、地壳速度结构及热活动状态的区域差异性有较好的一致性，活动强烈、高热、低速区为相对低QC值地区，地震波衰减较快。
　　 5、选取适于计算QC值的地震波形相对较多的西山咀地震台以及乌海地震台作为研究的台站，分析1HZ、8HZ、14 HZ以及18HZ对应的各台站周围QC值随时间变化情况。在西山咀地震台周围区域内，1HZ处QC值在2005年之后减小10.56％，8HZ、14HZ以及18HZ处QC值在2005年之后分别增大4.47％、0.86％及2.45％。在乌海地震台周围区域内，14HZ处QC值在2005年之后减小2.89％，1HZ、、8HZ以及18HZ处QC值在2005年之后分别增大9.43％、2.25％及7.35％。
　　 6、内蒙古中西部地区平均QC值，在尾波窗为2tS～60s时为（168.1±64.30）f（0.8498±0. 1771），在尾波窗为2tS～70s时为（273.3±73.15）f（07521±0.1784）。内蒙古中西部地区Q0值高于地质构造活跃、地震活动频繁的成都遥测台网地区、西昌地区Q0值，同时也高于张北6.2级地震余震期间的张北震区Q0值，而低于地质构造活动弱、地震活动水平低的山东胶东北部海域、胶东内陆地区Q0值。
　　 7、将本研究基于Aki模型得到的结果与刘芳等（2007）基于Sato模型得到的结果进行对比显示，不同方法计算得到的QC值不同甚至相差较大，但QC值的空间分布特点是一致的。由此可以说明虽然两种方法计算得到的同一区域内的QC值不同，但其结果对于研究区域内QC值分布特点是没有影响的。